高考物理考前三个月——专题四学案

案
栏
相对静止，从传送带左端掉下．整个过程物体的加速度大
目
小和方向都不变，加速度大小为a＝FMf＝μg＝1 m/s2.
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学案7
取向右为正，物体向右发生的位移为 x1＝－2v－2－av0 2＝2－×3－2－142 m＝3.5 m
物体从滑上到离开传送带运动的时间为
本 学
t＝－－v－a v0＝－－3－1 4 s＝7 s
(2)①当 F≤μ1(m＋M)g＝1 N 时，系统没有被拉动，静摩擦力
与外力成正比并保持大小相等，即 Ff＝F
本
②当 F>μ1(m＋M)g＝1 N 时，若 M、m 相对静止，铁块与木
学 板有相同的加速度 a，则 F－μ1(m＋M)g＝(m＋M)a
案 栏
F－Ff＝ma
目 解得 F＝2Ff－1 N
此时 Ff≤μ2mg＝2 N，即 F≤3 N 所以当 1 N<F≤3 N 时，Ff＝F2＋0.5 N
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学案7
(2)物体将从传送带的右边离开．
以地面为参考系，由于 v0>v，物体滑上传送带后先向右做匀 减速运动直到速度为零，然后向左做匀加速运动，直到物体
本 速度与皮带速度相等后与皮带相对静止，期间物体的加速度
学
案 大小和方向都不变，
栏 目
加速度大小为 a＝FMf＝μg＝1 m/s2.
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学案7
③当F>3 N时，M、m相对滑动，此时铁块受到的摩擦力为 Ff＝μ2mg＝2 N Ff－F图象如图所示．
本 学 案 栏 目
答案 (1)0.5 m (2)见解析图
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学案7
点拨提升
1.对于连结体问题，在利用牛顿运动定律求解加速度时，
本
一定要注意研究对象的选取.
案 栏
这段时间内皮带向左运动的位移为 x2＝vt＝3×7 m＝21 m
目
所以物体在传送带上留下的划痕为 Δx＝x1＋x2＝24.5 m.
答案 (1)600 N (2)物体将从传送带的右边离开，分析见解析 (3)24.5 m
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学案7
考题 2 对利用动能定理分析多过程问题的考查
本
对于物体在变力作用下的多过程运动问题，不能利用牛
学
案 顿运动定律和运动学公式求解，可利用动能定理进行求
栏 解．高考对此问题的考查主要涉及的运动形式有：变力作用
目
下的直线运动、曲线运动，题目难度中等．
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学案7
例2 如图 3 所示,在一次国际城市运动会中，
要求运动员从高为 H 的平台上 A 点由静
止出发，沿着动摩擦因数为μ的滑道向
本 (3)若皮带轮间的距离足够大，从物体滑上到离开传送带的整个过
学 程中，在传送带上留下划痕的长度．
案
栏 目
解析 (1)由机械能守恒得 MgR＝12Mv0 2，则物体下滑到轨道末端
时速度为 v0＝ 2gR＝4 m/s
设轨道末端对物体的支持力为 FN，由牛顿第二定律得 FN－Mg＝ v2
MR
解得 FN＝600 N，由牛顿第三定律得物体对轨道的压力为 600 N.
学
传送带，传送带由一电动机驱动着匀速向左传动，速率为
案 栏
v＝3 m/s，已知物体与传送带间的动摩擦因数 μ＝0.1，g
目
取 10 N/kg，求：
图2
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学案7
(1)在14圆形轨道末端，物体对轨道的压力；
(2)若两皮带轮之间的距离是 6 m，物体冲上传送带后就移走光滑
曲面，物体将从哪一边离开传送带？通过计算说明你的结论；
学案7
学案 7 用动力学和功能观点解决多过程问题
考题 1 对利用动力学观点解决多过程问题的考查
本
学
力学中的多过程问题涉及的运动形式主要有匀变速直线运动、
案 栏
平抛运动、圆周运动，分析运动过程的关键是分析物体受力，然后
目 利用牛顿运动定律分析物体的运动，高考对此类题的考查主要是牛
顿运动定律和运动学公式的应用，题目难度不大，以中档题为主．
学 案
2.在利用牛顿运动定律分析多过程问题时，一定要对研
栏
究对象进行正确的受力分析，只有在合力不变时，才可
目
把牛顿运动定律和运动学公式相结合分析物体的运动.
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学案7
突破练习
如图 2 所示，质量 M＝20 kg 的物体从半径为 R＝0.8 m 的
本
1/4 光滑圆形轨道的顶端释放，到达底端时水平进入水平
（3）若图中 H=4 m,L=5 m，动摩擦因数μ=0.2,则水平运动
距离要达到 7 m,h 值应为多少？
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学案7
例 1 如图 1 甲所示，质量 M＝1 kg 的薄木板静止在水平面
上，质量 m＝1 kg 的铁块(可视为质点)静止在木板的右
本 学
端．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知木板与水平面
案
间的动摩擦因数 μ1＝0.05，铁块与木板之间的动摩擦因数
栏
目
μ2＝0.2，重力加速度 g＝10 m/s2.现给铁块施加一个水平向
左的力 F，
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学案7
(1)若力 F 恒为 4 N，经过时间 1 s，铁块运动到木板的左端，
求木板的长度 L；
(2)若力 F 从零开始逐渐增加，且铁块始终在木板上没有掉
本 下来．试通过分析与计算，在图乙中作出铁块受到的摩擦力
学 案
Ff 随力 F 大小变化的图象．
栏
目
图1
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物体从滑上传送带到相对地面速度减小到零，对地向右发生 的位移 x＝022－－va02＝2×02－－421 m＝8 m＞6 m.
表明物体将从右边离开传送带．
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学案7
(3)以地面为参考系，若Fra Baidu bibliotek皮带轮间的距离足够大，则物体
本
滑上传送带后先向右做匀减速运动直到速度为零，然后向
学
左做匀加速运动，直到速度与传送带速度相等后与传送带
本
下运动到 B 点后水平滑出，最后落在水
学
池中.设滑道的水平距离为 L，B 点的高
图3
案 栏
度 h 可由运动员自由调节（取 g=10 m/s2).求：
目
（1）运动员到达 B 点的速度与高度 h 的关系.
（2）运动员要达到最大水平运动距离，B 点的高度 h 应调
为多大？对应的最大水平距离 smax 为多少
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学案7
解析 (1)对铁块，由牛顿第二定律 F－μ2mg＝ma1
对木板，由牛顿第二定律 μ2mg－μ1(M＋m)g＝Ma2
本
设木板的长度为 L，经时间 t 铁块运动到木板的左端，则
学 案
x 铁＝12a1t2
栏 目
x 木＝12a2t2
又 x 铁－x 木＝L
解得 L＝0.5 m
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学案7